正文 加脂劑的應用技術與方法(1 / 3)

6.7.1乳液加脂概述乳液加脂作為製革、毛皮加工的一個重要工序,對成品的手感性能有著直接的影響。所謂乳液加脂就是將加脂劑用水乳化成具有一定穩定性和一定大小乳膠粒子的乳狀液,使之向皮內滲入、擴散並破乳,將其中的有效物鋪展於膠原纖維表麵,起到潤滑、分散膠原纖維的作用。乳液加脂通常簡稱為加脂,生產中也稱其為加油。對於輕革主要采用轉鼓乳液法加脂,而對於皮革的局部做軟或毛皮,也有采用塗刷乳液加脂的處理方法。

(1)乳液加脂的目的

①乳液加脂可以通過加脂劑中的有效物分布於膠原纖維表麵,對膠原纖維有隔離、分散和潤滑作用,防止皮革在幹燥後膠原纖維黏結變硬。

②乳液加脂可以提高皮革的延伸性和抗張強度,耐彎曲和韌性增加,穿用舒適性明顯改善,耐用性提高。

③有些加脂劑的使用可以提高皮革的疏水性和防水性,滿足防水要求。

④加脂可提高皮革粒麵的滋潤感(如油感、蠟感等),還可賦予絨麵良好的絲光感。

以上也是乳液加脂的主要作用。由於乳液加脂可顯著改善皮革的手感和耐用性能,因此現代皮革加工對加脂劑及乳液加脂的研究非常重視。

(2)加脂劑的組成

盡管加脂劑產品眾多,但它們在組成上有一定規律。皮革加脂劑的一般組成如下:

皮革加脂劑有效物活性物

中性油

無效物水

電解質

也有以固形物和揮發物進行劃分的:

皮革加脂劑固形物有效物活性物(表麵活性劑)

中性油

鹽分

揮發物水

溶劑

但不同種類的加脂劑,其中各組成均有相應的比例要求。

①活性物加脂劑中的活性物就是其中的表麵活性劑成分。加脂劑中活性物主要作用是對中性油進行乳化以利於乳液加脂,另外也有穩定產品及對其他組分的增溶作用。而在加脂過程中,活性物則將中性油乳化成一定大小顆粒度的乳液並帶入皮革膠原纖維之間,破乳之後,活性物與膠原纖維中的有關極性基團經化學鍵(離子鍵或共價鍵、配位鍵等)或範德華力等方式相結合,存留在皮革纖維表麵,不易被水或溶劑洗出,在皮革中起到了“隔離”與“潤滑”革纖維的作用,有利於皮革的豐滿、柔軟及彈性。根據活性物電性的不同將加脂劑分為相應的陽離子、陰離子、非離子及兩性型皮革加脂劑。

②中性油該組分是加脂劑中的主要組成之一。乳液加脂後再經破乳,這類材料將存留於皮革纖維之間或原纖維之間,對纖維起到“隔離”與“潤滑”作用,使皮革柔軟。另外由於中性油的存在還可提高皮革的油潤感,從而改善皮革的手感,在此方麵天然油脂的作用優於礦物油。

加脂劑中的中性油主要是指天然油脂化學加工產品中未改性為表麵活性劑的油脂組分、複配加脂劑過程中添加的天然動植物油、合成油、礦物油(機油、液蠟、合成牛蹄油、合成乳化劑中的非活性物等)。與活性物組分類似,不同種類加脂劑中的中性油組分占固形物的比例差異也很大。如結合型加脂劑中的中性油含量為30%~40%,而其他類型加脂劑中的中性油含量有高有低。

③鹽分皮革加脂劑中的鹽分主要來自製備過程,如油脂硫酸化生產中形成的NaCl、Na2SO4或(NH4)2SO4,亞硫酸化生產中未反應的NaHSO3或焦亞硫酸鈉等。這些鹽分含量較低,一般含量在5%以下,此時對皮革加脂影響不大;但若含量過高,則會影響加脂劑中的有效物含量及加脂應用效果。

有效物與鹽分共同組成皮革加脂劑的固形物(或總固體)。有的廠家通常以烘幹法初測加脂劑的有效物,這是不確切的,嚴格地講此法所測的僅是總固體。但由於鹽分含量較低,通常人們籠統地認為總固體即為有效物。

④水分皮革加脂劑中的水分含量越低,則有效物含量就越高。水分的產生是皮革加脂劑生產過程中不可避免的,加脂劑生產一般多在水溶液中進行或借助於表麵活性劑將中性油在水溶液中進行乳化,水分含量高低因產品種類不同及其生產工藝的不同而相差較大。如油狀的加脂劑中水分含量相對較低,為5%~30%,而膏體狀則含水較多,為40%~50%,稀乳液狀加脂劑中水分含量高達70%~80%。總體來講,由於生產過程中必須帶入的水是合理的,而人為過多地添加水,則勢必直接影響加脂劑中有效物組分含量以及加脂效果,這是不可取的。

⑤揮發性有機物揮發性有機物是指加脂劑生產過程中特別是複合類加脂劑生產中添加的易揮發的有機化合物。它們不僅在烘幹時易揮發,而且在皮革加脂以後也易發生遷移而揮發掉,從而影響加脂效果,還會使加脂劑的霧化值增大。如某些加脂劑生產中添加的機油或小分子鏈烷烴,易揮發而成為揮發性有機物。為了改善加脂劑產品的某些性能,在生產加工過程中有時還添加一定量的有機物增溶劑或增效劑,其中也有易揮發物質。皮革加脂劑中的揮發性有機物含量應控製在較小範圍內,以確保產品質量及使用效果,提高加脂後的耐貯存性。

水分及低沸點的有機物共同組成皮革加脂劑的揮發物,揮發物對皮革加脂作用甚小,因此它們與鹽分一般認為是加脂劑附帶的無用物。對加脂有直接貢獻的僅僅是加脂劑中的有效物,因此皮革加脂劑中的活性物與中性油(即有效物)才是真正的有效成分。

6.7.2乳液加脂原理

乳液加脂一般可分為四個階段。

(1)加脂劑的乳化

加脂劑中含有相當量的乳化劑等表麵活性劑類物質,它們可以乳化加脂劑的中性油成分,形成一個相對穩定的乳液體係。皮革加脂之前一般需用一定量的水(多數加脂劑需用50~60℃的熱水)將加脂劑預先乳化成水包油(O/W)型乳液,這一過程是乳液加脂的前提。有些加脂劑由於易乳化,可以不必預先加水乳化,直接加入轉鼓中進行加脂,在轉鼓中,加脂劑借助熱和機械作用很快被乳化形成乳液。因此,通常的製革、毛皮加脂都是以加脂劑的乳化為前提,進行乳液加脂。

(2)加脂劑乳液的滲透與擴散

乳化了的加脂劑形成的乳液及其乳粒,由於受皮革內外濃度差產生滲透壓和毛細管的作用,會自發地沿皮革膠原纖維之間的孔隙向皮革內部滲透,並向各個部位、各個方向擴散,一般認為乳液向皮革內的滲透與擴散達到平衡,這一階段即告完成。

(3)乳液在革內的破乳

當乳液向革內的滲透與擴散達到平衡後,應使乳液在革內破乳。引起乳液破乳的原因除了乳液在革內纖維表麵的吸附、聚集、增加乳粒密度,使乳液穩定性下降而破乳外,還可借助其他外界因素如機械作用、加酸破壞加脂劑乳粒的雙電層結構以及pH下降增強革的正電性,促進帶負電荷的活性物(表麵活性劑)與革結合,使中性油沉積在革纖維表麵而破乳。隻有在革內發生破乳,才可為膠原纖維的隔離、鬆散和潤滑創造條件。

(4)加脂劑活性物與中性油的隔離與潤滑作用

加脂劑乳液在革內破乳後,加脂劑中的有效物如活性物和中性油會以不同方式結合或存留於皮革內部的膠原纖維或纖維束之間起到加脂作用。活性物組分多為表麵活性劑類物質,它們具有親油-親水的兩親結構。極性的親水基與膠原側鏈的相應基團化學結合,使親油的非極性基沿膠原纖維表麵側向排布,類似於表麵活性劑在膠原表麵形成單分子層排布,而中性油就存留於膠原纖維之間的由活性物非極性基形成的非極性區中。如此結果,限製了膠原纖維之間的相互靠近和幹燥中的黏結,即體現出隔離作用,而其中的中性油對膠原纖維有一種“潤滑”作用,降低了膠原纖維之間的摩擦,使得相鄰的膠原纖維在一定程度上可以“相對滑動”。由於上述綜合結果使加脂後的皮革和毛皮皮板的手感和物理力學性能等得以顯著改善。